JPH04131715A - 自動車用燃料のレベル検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、自動車用燃料のレベル検出方式に関し、特
に傾斜補償精度の向上を図ったものに関する。 （従来の技術） 燃料タンク内の燃料レベルを検出するためのセンサーと
して放熱式レベルセンサーかある。 この放熱式レベルセンサーは、燃料タンク中に浸漬され
る抵抗体となるセンサーに電流を流すことでセンサーの
燃料に対する浸漬深さに応じた発熱による抵抗値変化が
得られ、この値を電圧に変換してタンク内の液体レベル
を測定する。すなわち、このセンサーは液体に浸漬する
部分と気体中に露出する部分の比率に応じて抵抗値が変
化することを利用して液面を測定するセンサーである。 この放熱式レベルセンサーを自動車用燃料タンクに適用
した場合には、加減速、コーナリング。 坂道等により液面が傾斜し、浸漬度合いの変化による測
定誤差が問題となる。 そこで、例えば特開昭６３−３０８５２号公報に示すよ
うに、レベル測定用のセンサーと、傾斜補償用のセンサ
ーを二つ設け、傾きによる両者の検出電圧の差から水平
状態における液量に換算する方法が開発されている。 この方法は燃料タンク内の液面が傾いたとじてもその変
動中心は変化しないとの前提に基づき、両センサーの離
間距離と仮想的に定まるタンク内の変動中立点との幾何
学的関係を元に、所定の演算式でその仮想的変動中立点
の液面レベルを求める方法である。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、以下の問題があった。すなわち、■　レ
ベル測定用と傾斜補償用センサの出力を処理し、傾斜補
償する為には、レベル測定用と傾斜補償用センサの幾何
学的距離も例えば４〜５ｃｍ取らなけれはならず、セン
サ条件が大きくなる。 ■　レベル測定用と傾斜補償用センサの出力差を使い、
精度の良い傾斜補償する為にＡ／Ｄ変換器の分解能を大
きくしなければならず、例えば１４ビツトのＡ／Ｄ変換
器を必要とし、コスト高となっていた。 ■　レベル測定用と傾斜補償用センサを各々、駆動させ
る回路が必要。 ■　レベル測定用と傾斜補償用センサの特性をかなりき
びしく一致させる必要がある。 この発明は、加減速の大きさと方向に応じて液面か移動
することを着目してなされたものである。 すなわち、本発明者らは、加速度と液面移動の関係を定
量的に把握するために、種々の走行実験を繰り返した結
果、以下の■〜■の結論を得られた。 ■加速度（前後左右方向）により液面傾斜は決まる。 ■またその変化量ΔＬは加速度Ｇ。と中立点からの距離
ｒの積に比例し、以下の式で現すことができる。 Δｌ　＃ｆｏ　　ｒ１７′／−ｒｏ　ｘ　　（σ。／ｌ
）■上下方向の加速度は前後、左右方向に比べてかなり
大きい時がある。この加速度の液面レベルに与える影響
は定量的に把握できない。しかし瞬間的なので液面レベ
ルに与える影響は小さいと考えられる。 この発明は以上の知見に基づきなされたものであって、
加速度センサーとレベルセンサーの出力に応じて燃料タ
ンク内の中立点における補償出力を得られるようにした
自動車用燃料のレベル検出方式を提供することを目的と
している。 ［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、この発明は、自動車用燃料タ
ンク内の揺動中立位置Ｏから所定間隔離れた場所Ｐ（座
標値・・ｘｐ＝ｙｐ　：　ｘｐ　＝ｙｐ　）に配置され
、燃料のレベルに応じた電圧ＶＬを出方するレベルセン
サーと、前記燃料タンクの近傍に配置され、前後左右及
び傾斜状態を検出する加速度センサーと、前記加速度セ
ンサーの検出信号を人力して、加速度の大きさと方向が
ら合成加速度Ｇを演算する第一の演算手段と、得られた
合成加速度Ｇと前記レベルセンサーの電圧ＶＬに基づき
以下の減算式： ％式％） 但し、Ｖ／／：補償出力。 ＶＺニレベルセンサーの電圧。 ！＝中立点からレベルセンサーまでの距離。 Ｃ：合成加速度 ｇ・重力加速度 Ｖ　Ｉ’Ｊ　ニレベルＯと、レベル満タン時の出力差。 Ｉ：測定可能深さ に代入して傾斜補償レベルの演算を行う第二の演算手段
と、この演算結果を表示する表示手段とを備えたもので
ある。 またこの発明では、自動車用燃料タンク内の揺動中立位
置０から所定間隔離れた場所Ｐ（座標値・・・ｘｐ、ｙ
ｐ：ｘｐ≠ｙｐ）に配置され、燃料のレベルに応じた電
圧ＶＬを出力するレベルセンサーと、前記燃料タンクの
近傍に配置され、前後左右及び傾斜状態を検出する加速
度センサーと、得られた加速度と前記レベルセンサーの
電圧ＶＬに基づき以下の減算式 ％式％） ｒｌニレベルセンサーの電圧。 Ｘ、：中立点からレベルセンサーまでの短離Ｙ、：中立
点からレベルセンサーまでのＹ方向距離 ＧＹ：ｘ方向加速度 （’ｖ：Ｖ方向加速度 ｌ二重力加速度 ｖ　ｐｓ　ニレベル０と、レベル満タン時の出力差Ｉ：
測定可能深さ に代入して傾斜補償レベルの演算を行う第二の演算手段
と、この演算結果を表示する表示手段とを備えた構成と
することが出来る。 （作　用） 以上の構成によれば、レベルセンサーの実測値から加速
度に応じた移動骨が減算され、中立点におけるレベル電
圧が表示されることになる。 （実　施　例） 以下、この発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。 図はこの発明の実施例のシステム構成を示している。 この図において、１は自動車に搭載された燃料タンク、
２は燃料タンク１のｘ、ｙ方向（Ｘ二自動車の幅方向、
ｙ°自動車の進行方向）の中立点０からｒ（座標値゛・
ｘｐ、ｙｐ　：ｘｐ＝ｙｐ）離れたポイントＰに配置さ
れた放熱式レベルセンサ３は燃料タンク１の近傍に配置
された加速度センサーである。 レベルセンサー２は従来と同様にロッド状の支持体にＮ
ｉ線などの抵抗体をスパイラル状に巻回して構成され定
電流を流すことで液面の浸漬深さに応じた電圧を出力す
る。そして、その出力電圧ＶＬはＡ／Ｄ変換器４を通じ
てＣＰＵ５に入力される。 同じく加速度センサー３の検出出方もＡ／Ｄ変換器４を
通じてＣＰＵ５に入力される。 ＣＰＵ５にはメモリ６が付属し、各センサー２゜３の検
出電圧と、メモリ６にストアされたデータ内容に応じた
プログラムを実行し、その結果ヲ車内のメータ側に配置
された表示部７に出力する。 なお、加速度と液面移動の関係は以下の表１に示すごと
く、一定の関係を持っている。 上下　上　　Ｇｕ　　　上　　　　　不明下　　　Ｇｄ
　　　　　下　　　　　　　　不明＊液面の±は、ポイ
ントＰにおけるレベルセンサー２の出力に基づき、実際
には液面の減少によって出力は増加し、液面の上昇によ
って出力は小さくなる。 また、実際の加速度Ｇは以上の各加速度方向の合力とな
り、加速度センサー３はこれに応じた座標値であるｘ、
Ｘ方向の加速度を検出する。なお、加速度センサー３は
原理上、坂なとて傾斜した場合であっても加速度か加わ
ったとして出力する。 例えば等速度で坂を登るときにも加速度がかかったよう
に出力し、加速度と傾斜を区別できない。 つまり、センサー２の出力は自動車の加速と上り坂で同
じく十出力となるか、液面の傾斜を検出する上には好都
合である。 メモリ６には上下方向を除いた前後左右の各加速度の組
み合わせに応じて以下の表２に示す合成加速度の演算式
のプログラムか格納されており、ＣＰＵ５は前記加速度
センサー３の出力を例えば１００ｍ５ｅｃ毎に取り込み
、その加速度方向と大きさを判断するとともに、以下の
表２に示す演算式を用いて合成加速度の演算を行う。 （以下余白） 表２ ＊ａ：正負の符号 次いでＣＰＵ５は、得られた演算結果Ｇを予めプログラ
ムされた以下の減算式に代入し、演算を実行する。 なお、ｌ：重力加速度、　　ＶＦ、５″ニレベルＯと、
レベル満タン時の出力差、Ａ：９Ｊ定可能深さである。 また、当然のことなからＧかマイナスである場合には加
算されることになる。 そしてこの補償出力Ｖｌ−１を表示部７に表示するので
ある。 ところで、レベルセンサー２の置き場所は前記実施例で
は揺動中立位置０から等距離離れた座標位置ｘｐ＝ｙｐ
に設定したが、等距離でなくても良く、その場合の実施
例では合成加速度の演算は不要となる。 そして、この実施例では加速度センサー３て検出される
加速度のｘ、Ｘ方向成分を個別に検出するとともに、以
下の式によりＸ方向、Ｘ方向別個の演算を行い、レベル
センサー２の計測値から減算すればよい。 Ｖ／／−Ｖｌ　　−ｒ　Ｘ　　（に／ｉ）　ｘ　　（Ｖ
ＦＳ／ｌ）ＶＦ　−Ｖｌ　　−／　Ｘｐ　　”　（０−
／／　）Ｘ　／　Ｖｉ’ｓ／ｌノ≠ｙｐ　　ｘ　（０１
／／）ｘ　（Ｖ／’、５’／’　１ノノなお、 Ｃ８はセンサー３のＸ方向の検出加速度成分σ、はセン
サー３のＸ方向の検出加速度成分である。 さらに、ＣＰＵ５には演算した合成加速度Ｇの値をメモ
リ内に一旦スドアし、合成加速度の符号や大きさが急激
に変化した場合に、その前の値による演算を実行するプ
ログラムを格納しておき、これによって、レベルの急激
な変動による測定及び表示不可能状態を回避することも
できる。

【発明の効果】

以上実施例により詳細に説明したように、この発明によ
る自動車用燃料のレベル検出方式にあっては、レベルセ
ンサーの実測値から加速度に応じた移動分が減算され、
中立点におけるレベル電圧が表示されるので、レベルセ
ンサーが一本で良く、また微少出力差を検出する必要も
ないのでＡ／Ｄ変換器の分解能も比較的大きなものでよ
く、回路構成が簡単となる。さらには加速度センサーは
四輪駆動用に用いられているセンサーを転用できるので
安価に構成できるなど種々の利点かある。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明による放熱式レベルセンサーのシステム構
成を示すブロック図である。 １・・・燃料タンク ２・・・レベルセンサー ３・・・加速度センサー− ５・・・ＣＰＵ　（第一、第二の演算手段）７・・・表
示部（表示手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車用燃料タンク内の揺動中立位置Ｏから所定
   間隔離れた場所Ｐ（座標値・・・ｘｐ、ｙｐ：ｘｐ＝ｙ
   ｐ）に配置され、燃料のレベルに応じた電圧ＶＬを出力
   するレベルセンサーと、前記燃料タンクの近傍に配置さ
   れ、前後左右及び傾斜状態を検出する加速度センサーと
   、前記加速度センサーの検出信号を入力して、加速度大
   きさと方向から合成加速度Ｇを演算する第一の演算手段
   と、得られた合成加速度Ｇと前記レベルセンサーの電圧
   ＶＬに基づき以下の減算式： ＶＨ＝ＶＬ−ｒ×（Ｇ／ｇ）×（ＶＦＳ／Ｌ）但し、 ＶＨ：補償出力、 ＶＬ：レベルセンサーの電圧、 ｒ：中立点からレベルセンサーまでの距離、Ｇ：合成加
   速度 ｇ：重力加速度 ＶＦＳ：レベル０と、レベル満タン時の出力差、Ｌ：測
   定可能深さ に代入して傾斜補償レベルの演算を行う第二の演算手段
   と、この演算結果を表示する表示手段とを備えたことを
   特徴とする自動車用燃料のレベル検出方式。
2. （２）自動車用燃料タンク内の揺動中立位置Ｏから所定
   間隔離れた場所Ｐ（座標値・・・ｘｐ、ｙｐ：ｘｐ≠ｙ
   ｐ）に配置され、燃料のレベルに応じた電圧ＶＬを出力
   するレベルセンサーと、前記燃料タンクの近傍に配置さ
   れ、前後左右及び傾斜状態を検出する加速度センサーと
   、得られた加速度と前記レベルセンサーの電圧ＶＬに基
   づき以下の減算式： ＶＨ＝ＶＬ−｛ｘ＿ｐ×（Ｇ＿ｘ／ｇ）×（ＶＦＳ／Ｌ
   ）＋ｙ＿ｐ×（Ｇ＿Ｙ／ｇ）×（ＶＦＳ／Ｌ）｝但し、 ＶＨ：補償出力、 ＶＬ：レベルセンサーの電圧、 Ｘ＿ｐ：中立点からレベルセンサーまでのＸ方向距離、 Ｙ＿ｂ：中立点からレベルセンサーまでのＹ方向距離 Ｇｙ：ｘ方向加速度 Ｃ＿ｙ：ｙ方向加速度 ｇ：重力加速度 ＶＦＳ：レベル０と、レベル満タン時の出力差、Ｌ：測
   定可能深さ に代入して傾斜補償レベルの演算を行う第二の演算手段
   と、この演算結果を表示する表示手段とを備えたことを
   特徴とする請求項１記載の自動車用燃料のレベル検出方
   式。